有机化工异味应急监测现状分析及对策

刘延锋（山东省潍坊生态环境监测中心，山东潍坊261041）

0 引言

我国是化工大国，化工企业体系健全。制造行业、农药生产行业、石油化工行业、材料等均属于有机化工的生产行业。有机化工在生产过程中会产生多种污染，极容易发生化工异味泄露导致污染事件，对周围生态环境以及居民身体健康造成危险。化工应急监测系统是监控系统，可以及时察大气环境化工异味的泄露情况，及时制定并实施处理措施，最大限度降低有机化工生产过程中的环境污染隐患，提高应急处置水平有重要意义。

1 大气有机污染物监测现状

有机化工行业在生产过程中需要储存大量的生产原料，原料种类繁多，储存条件与标准也各不相同。有机化工生产工艺十分复杂，生产过程中存在许多具备较高环境威胁的施工环节，导致化工生产区域内极容易出现具有明显异味的刺激性气体，如鱼腥味、恶臭味、酸味、农药味等等，同时气体中含有通常含有大量的苯系物、胺类物质、醇类物质、醛类物质等有毒有害物质。目前异味应急监测技术是有机化工生产中主要的环保技术之一。从监测方式角度，异味应急监测技术主要分为气体监测管法、试纸技术、便携气体监测技术、红外光谱技术、其相色技术等几种。其中检测管法、试剂盒法检测适用范围较小，仅仅能识别少有机污染物。我国自主研发比长式气体监测管，可以对苯类物质、氯乙烯、甲醛等有机污染物的检测，无法识别其他污染物。因此此类检测设备一般用于明确污染物质类型以及单一污染物质类型的大气污染检测中，在存在多种有机污染物质存在空间的检测中无法应用。光离子化检测器，可以有效识别多种有机污染物，但该设备主要针对污染物的挥发总量进行检测，不具备分类识别的功能，在有机物污染的定量、定性分析中无法使用。傅立叶红外多组分气体分析其一，有机污染物气体识别范围光，不仅可以测定有机物总量还可以进行分类识别，可以对超过50种的有机污染物质进行精确的分组定量检测。但其基团特征是吸收峰定量，因此对单因子定性能力良好，但对多因子定性准确率较低，对检测环境要求很高，容易受到多种因素的影响。虽然是便携式检测设备，但由于环境要求苛刻，不具备便携设备的优势。气相色谱法对上述检测方法中存在的弊端与不足都有一定的缓解和优化，但该方法一种对比分析法，仅仅对已知有机污染物有良好的识别作用，对于未知有机物污染物没有识别能。但该方法的实用价值能明显优于其他检测方法，也是本文重点探讨的研究方法之一，在survey模式下，可以对气体样本进行快速的初步分析，短时间内就可以得出半定量分析结果，对检测环境要求低，便携性能突出，可以再野外等恶劣环境下使用。

2 存在问题

有机化合物种类复杂繁多，多数化工生产过程中产生的有机化合物具有一定污染性。同时很难通过对其进行追踪溯源，不利于各项环保控制措施的制定和开展。为了实现短时间内对污染气体的分析和溯源，我国多数化工企业选择使用便携式气相色谱仪器对空气中存在的污染气体进行定量分析以及半定量分析，以求实现气体监测以及溯源工作，为预警工作和处理措施的制定提供必要基础。但在实际的工作经常出现，区域内通过嗅觉已经可能明显感觉到存在异味气体，但使用便携式气相色谱检测设备确无法识别污染气体特征现象，针对该问题，文章对深入分析了其原因。

3 原因分析

如前文中提到，我国化工行业以及相关管理部门，主要使用便携式气相色谱仪对化工异味进行定量分析和溯源检测。受此类仪器技术特点决定，该仪器对苯系物和卤代物有很好的识别能力，对其他有机化合物的识别十分有限，气体中如含有苯系物质和卤代物，可以通过化工产品类型以及生产所需原料种类，直接锁定造成气体释放的企业以及对应的生产环节。但也存在空气中异味极大，但设备无法识别污染的特征，出现闻到味但检测不出来的不良现象。其根本原因是设备的检测原理和硬件配置存在局限性。

便携式气相色谱检测仪器由采样泵体、浓缩管、气相色谱检测器三个主要部分组成。其中采样泵通过动力设备产生吸力，吸取适量气体进入浓缩管内，浓缩管内以活性炭和特殊硅胶作为混合填料，对进入气体进行吸附和加热处理，随后进入气相色谱分析器中进行检测分析。主要靠沸点高低来分离出峰，柱温度范围为45～200 ℃，样品沸点需低于250 ℃，样品化合物组成：1～12 个碳原子。而台式气相色谱-质谱联用仪针对不同类型的化合物，则有非极性的DB-1、弱极性的DB-5、中等极性的DB-1701 和DB-624、以及强极性的DB-WAX 气相色谱柱可供选择。气体样品的有机前处理方面，目前有Tenax 吸附、碳分子筛吸附、冷冻预富集低温吸附等技术可供选择，测定范围相对较宽。便携式GC-MS 选用的是Tri-bed 浓缩管吸附的热解吸法，适用范围有限，例如不适用于对Tri-bed 吸附性差及热稳定性差的物质的分析；DB-1 色谱柱也仅适用于部分烃类、香精香料、酯类、卤代烃、农药及芳香烃等的检测。

检测设备的设计结构和检测原理，决定其实际应用中存在的种种限制。该设备色谱柱和气体样品富集浓缩的检测方式，让其对苯系物、卤代物等物质的检测十分灵敏，但对其他化合物确缺少检测能力。

4 对策分析

4.1 现场检测与实验室检测相结合

根据前文对异味气体监测存在盲点的原因分析，检测盲点的存在与便携式设备的检测能力有直接关系，应急检测设备可以有效识别的有机化合物其他存在局限性。因此可以采用现场应急监测和实验室检测相结合的办法，缓解上述弊端。便携式应急设备可以对异味气体进行初步鉴定，鉴定后进行取样，在实验室环境下利用其它检验仪器设备进行进一步的检测分析以及溯源工作。

4.2 依据嗅觉辨法判定环境空气质量，并追求企业责任

现阶段我国化工领域使用的气体检测设备，在实际使用中都存在不同程度的限制，均无法实现绝对精确的气体识别以及定量和半定量分析功能。在实际工作中，如果出现设备无法进行精准浓度分析以及成分确定时，可以通过嗅觉直接判定空气质量和异味气体浓度。一般来说，空气中存在有明显异味的气体，均可以判定为空气中存在污染气体，在异味源头是单一物质造成时，根据我国相关环保法律以及化工企业管理条例，可以直接作为判定企业存在环保违法的依据，但化工异味为多种异味混杂时，可以使用三点比较式臭袋法进行衡量。衡量标准可以参照GB3095 的国际标准，进行三级划分。化工生产区域为第三级执行标准，居民区域为第二级执行标准。

4.3 建立化工园区污染源特征组分数据库

应急监测受污染现状以及设备监测原理决定，存在相应的盲区，为此应建立各个化工生产企业的污染源特征数据库，结合应急监测手段，在出现污染情况时，实现对污染物质的快速分析和溯源工作。数据库中应对化工企业污染源核查报告信息、环境影响评价报告、企业生产工艺信息、企业产品信息、企业生产原料信息进行录入，掌握企业生产过程中可能出现的污染情况以及污染特征，以此为基础组建对应的数据库，形成企业污染物名单。在出现化工异味时，利用便携式应急监测设备进行初步监测和特征分析，然后结合数据库内容，实现污染的快速溯源和成分分析。